Do Kategoria:

Utrzymanie samochodu

Przekładnia kierownicza i napęd samochodu

Przekładnia kierownicza. Aby przekształcić ruch obrotowy wału kierownicy w ruch kołysania dwójnogu i zwiększyć wzmocnienie przenoszone z kierownicy na ramię kierownicy, stosuje się mechanizm kierowniczy. Obecność w mechanizmach kierowniczych dużego przełożenia (od 15 do 30) ułatwia jazdę. Przełożenie skrzyni biegów jest określone przez stosunek kąta obrotu kierownicy do kąta obrotu kierowanych kół samochodu.

Ryż. jeden. Sterowniczy samochody:
a - zależne zawieszenie przednich kół; b - niezależne zawieszenie

Ryż. 2. Mechanizm kierowniczy samochodu GAZ-53A

Mechanizmy kierownicze dzielą się na ślimakowe, śrubowe, kombinowane i zębatkowe (przekładnie). Mechanizmy ślimakowe są wyposażone w wałek ślimakowy, sektor ślimakowy i przekładnię ślimakowo-korbową. Wałek może być dwu- lub trójzębny, sektor - dwu- i wielozębny, korba - z jednym lub dwoma kolcami. W mechanizmach śrubowych przenoszenie sił odbywa się za pomocą śruby i nakrętki. W połączonych mechanizmach przenoszenie sił odbywa się przez następujące węzły: śrubę, nakrętkę - szynę i sektor; śruba, nakrętka i korba; nakrętka i dźwignia. Mechanizmy zębatkowe zbudowane są z kół zębatych i listew zębatych. Najczęściej stosowaną przekładnią jest ślimak globoidalny - wałek na łożyskach tocznych. W takiej parze tarcie i zużycie są znacznie zmniejszone, a niezbędne luzy w zazębieniu są zachowane. Mechanizmy kierownicze tego typu są stosowane w większości samochodów GAZ, VAZ, AZLK itp.

Ślimakowy mechanizm kierowniczy montowany w pojazdach GAZ-BZA ma ślimak globoidalny i trójfazową rolkę, które są zazębione. Ślimak jest wciskany na wał drążony i osadzony w obudowie przekładni kierowniczej na dwóch łożyskach stożkowych. Wałek obraca się na osi w łożyskach igiełkowych. Oś rolki wciśnięta jest w głowicę trzonka dwójnogu, który obraca się w tulei i łożysku walcowym. Dwójnóg jest osadzony na małych stożkowych wypustach na końcu wału. Zazębienie rolki ze ślimakiem uzależnione jest od położenia śruby regulacyjnej, która jest ustalana za pomocą podkładki zabezpieczającej, trzpienia i nakrętki kołpakowej nakręcanej na śrubę.

Wał kierownicy jest umieszczony w rurze (kolumnie kierownicy), której dolny koniec jest przymocowany do górnej pokrywy skrzyni korbowej. W górnej części kolumny kierownicy zamontowane jest łożysko skośne wału kierownicy, które posiada małe stożkowe wypusty do mocowania kierownicy. Olej wlewa się do skrzyni korbowej mechanizmu kierowniczego przez otwór zamknięty zaślepką gwintowaną. Mechanizmy kierownicze tego typu są instalowane w samochodach GAZ-24 Wołga, GAZ-302 Wołga, GAZ-66, autobusach LAZ-695N itp.

Śrubowy mechanizm kierowniczy montowany w pojazdach ZIL-130 składa się ze skrzyni korbowej, która jest zintegrowana z hydraulicznym cylindrem wspomagającym, śruby z nakrętką kulkową i zębatki tłoka z sektorem przekładni.

Ryż. 3. Mechanizm kierowniczy samochodu ZIL -130

Ryż. 4. Mechanizm kierowniczy samochodu MAZ -5335

Sektor jest wykonany w jednym kawałku z wałem wahacza. Skrzynia korbowa jest zamknięta pokrywami 1.8 i 12. Nakrętka jest mocowana w szynie tłoka za pomocą śrub. Śruba jest połączona z nakrętką za pomocą kulek, które są umieszczone w rowku 6 nakrętki i śruby.

Mechanizm kierowniczy ze śrubą i nakrętką na krążących kulach charakteryzuje się niskimi stratami tarcia i przedłużony termin usługi.

W korpusie zaworu regulacyjnego na śrubie osadzone są dwa łożyska kulkowe wzdłużne, a pomiędzy nimi suwak zaworu regulacyjnego. Luz w tych łożyskach jest regulowany za pomocą nakrętki.

Szczelinę zazębienia zębatki tłoka i sektora zębatego reguluje się poprzez przesunięcie wałka wahacza za pomocą śruby, której łeb wchodzi w otwór ramienia i opiera się na podkładce oporowej. Olej jest odprowadzany do skrzyni korbowej mechanizmu kierowniczego przez otwór zamknięty korkiem magnetycznym.

Podczas obracania kierownicy śruba porusza nakrętką kulową z zębatką tłoka, a wałkiem dwójnogu obraca sektor zębaty. Ponadto siła jest przenoszona na napęd kierownicy, zapewniając obrót kół samochodu. Tak działa kierowanie bez wspomagania, czyli z silnik na biegu jałowym.

Zespolona przekładnia kierownicza zamontowana na pojeździe MA3-5335 składa się ze śruby i nakrętki kulowej zazębionej z zębatką, której wał jest jednocześnie wałem dwójnóg. Śruba i nakrętka mają półokrągłe spiralne rowki wypełnione kulkami. Aby stworzyć zamknięty system toczenia kulek, w nakrętkę szyny wsuwane są wytłoczone prowadnice, aby zapobiec wypadaniu kulek. Śruba przekładni kierowniczej osadzona jest w skrzyni korbowej w dwóch łożyskach stożkowych, a wał sektorowy w łożyskach igiełkowych.

Każdy mechanizm kierowniczy charakteryzuje się przełożeniem, które wynosi 20,0 dla mechanizmów kierowniczych ciężarówek ZIL-130 i KamAE-5320, 20,5 dla samochodów GAZ-53A, MA3-5335-23,6 dla samochodów, autobusów RAF-2203 - 19,1 i autobusy LAZ -695N-23,5, a dla samochodów mieści się w przedziale od 12 do 20.

W pojazdach rodziny KamAZ mechanizm kierowniczy z nakrętką śrubową jest umieszczony razem z reduktorem kątowym, który przenosi moment obrotowy z układ napędowy wał kierownicy na śrubę przekładni kierowniczej.

W autobusach LiAZ-677M i LAZ-4202 kątowa skrzynia biegów służy do przenoszenia momentu obrotowego pod kątem prostym z kierownicy przez wał kardana do mechanizmu kierowniczego typu ślimakowego.

Otrzymano układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem szerokie zastosowanie na przednim napędzie samochody VAZ-2108 „Sputnik” i AZLK-2141 „Moskwicz”. Jest stosunkowo łatwy w produkcji i pozwala na zmniejszenie ilości przegubów drążka kierowniczego.

Głównymi częściami takiego mechanizmu kierowniczego są koło zębate wycięte na wale i zębatka, które są sprzęgnięte i umieszczone w skrzyni korbowej. Gdy wał kierownicy obraca się, obracające się koło zębate przesuwa zębatkę w kierunku wzdłużnym, która poprzez zawiasy przenosi siłę na drążki kierownicze. Drążki kierownicze przechodzące przez końcówkę drążka kierowniczego i wahacze obracają kierowane koła.

Przekładnia kierownicza. Przekładnia kierownicza służy do przenoszenia siły z mechanizmu kierowniczego na kierowane koła i prawidłowego względnego położenia kół podczas skręcania. Przekładnie kierownicze są wyposażone w solidny trapez (z zawieszenie zależne koła) oraz z rozciętym trapezem (z niezależne zawieszenie). Oprócz, trapez kierowniczy może być z tyłu lub z przodu, tj. z poprzecznym prętem umieszczonym za belką przednią lub przed nią.

Części przekładni kierowniczej z zależnym ustawieniem kół obejmują (patrz ryc. 16.2, a) ramię kierownicy, wahacz wzdłużny, wahacz wzdłużny, wahacz poprzeczny i zwrotnice.

Wahacz kierownicy może wychylać się po łuku koła położonego w płaszczyźnie równoległej do osi podłużnej pojazdu lub w płaszczyźnie równoległej do belki przednia oś. W tym drugim przypadku nie ma drążka wzdłużnego, a siła z dwójnogu przenoszona jest przez łącznik środkowy i dwa drążki boczne na sworznie obrotowe. Dwójnóg jest mocowany do wału na stożkowych wielowypustach za pomocą nakrętki we wszystkich pojazdach. W celu prawidłowego montażu dwójnogu podczas montażu na wale i dwójnogu wykonane są specjalne oznaczenia. Na dolnym końcu wahacza, który ma stożkowy otwór, zamocowany jest sworzeń z łącznikiem poprzecznym.

Wzdłużny drążek kierowniczy wykonany z rury z wybrzuszeniami na krawędziach do mocowania części dwóch zawiasów. Każdy zawias składa się z trzpienia, wkładek osłaniających kulistą główkę trzpienia sferycznymi powierzchniami, sprężyny, ogranicznika oraz zaślepki gwintowanej. Podczas wkręcania korka główka palca jest zaciskana przez wkładki dzięki sprężynie. Sprężyna łagodzi uderzenia z kół na ramię kierownicy i eliminuje lukę, gdy części są zużyte. Ogranicznik 5 zapobiega nadmiernemu ściśnięciu sprężyny, aw przypadku jej zerwania zapobiega wypadnięciu trzpienia z zawiasu.

Ryż. 5. Mechanizm kierowniczy samochodu VAZ -2108 „Sputnik”

Dźwignie sterujące są obrotowo połączone z drążkami. Zawiasy mają inny projekt i starannie zabezpieczone przed zabrudzeniem. Smar wchodzi do nich przez smarowniczki. W niektórych modelach samochodów w przegubach zastosowano wkładki z tworzywa sztucznego, które nie wymagają smarowania podczas eksploatacji samochodu.

Drążek kierowniczy ma również przekrój rurowy, na którego końcach nakręcane są końcówki. kończy się łącze poprzeczne i odpowiednio przegubowe końcówki mają prawy i lewy gwint do zmiany długości pręta podczas regulacji zbieżności. Końcówki są mocowane do pręta za pomocą śrub łączących.

Ryż. 6. Połączenia drążków kierowniczych:
a - przyczepność wzdłużna; b, c - poprzeczny ciąg

W poprzecznych drążkach kierowniczych montowane są zawiasy, w których ruch sworznia jest dozwolony tylko prostopadle do drążka. Drążek kierowniczy z niezależnym zawieszeniem przednich kół składa się z drążka średniego i dwóch drążków bocznych połączonych przegubowo.

Zawias składa się z czopa kulowego, który może mieć łeb o powierzchni kulistej lub łeb kulisty oraz dwóch tulei mimośrodowych dociskanych do trzpienia sprężyną przytrzymywaną przez zaślepkę. Przy takim urządzeniu sprężyny nie są obciążane siłami działającymi na drążek kierowniczy, a szczelina jest eliminowana w przypadku samoczynnego zużywania się części zawiasu. Kołki kulkowe osadzone w stożkowych otworach dźwigni i zabezpieczone nakrętkami.

W niektórych samochodach osobowych stosowane są pochłaniające energię elementy sterujące układem kierowniczym, które zmniejszają siłę powodującą obrażenia kierowcy w razie wypadku.

Tak więc w samochodach GAZ-302 Wołga gumowe sprzęgło łączące dwie części wału kierownicy służy jako urządzenie pochłaniające energię, a w samochodach AZLK-2140 wał kierownicy i kolumna kierownicy są wykonane z kompozytu, co umożliwia wału kierownicy, aby poruszał się nieznacznie w kabinie pasażerskiej podczas kolizji samochodowych.

Ponadto kierownica jest wykonana z zagłębioną piastą i miękką podkładką, co znacznie zmniejsza ciężkość obrażeń odniesionych przez kierowcę podczas uderzenia. Mogą być również zastosowane inne urządzenia zwiększające bezpieczeństwo kierowcy.

W samochodach stosowane są następujące typy mechanizmów kierowniczych: ślimak i sektor (samochód Ural-375), ślimak i wałek (trzy grzbiety w samochodach ZIL-164A i ZIL-157 oraz dwa grzbiety w samochodach GAZ-53A, ZAZ-965 Zaporozhets, Moskvich-408", M-21 "Wołga" itp.), Śruba i nakrętka oraz kombinowane. Te ostatnie obejmują mechanizmy łączące śrubę i nakrętkę na krążących rolkach oraz szynę z sektorem (samochody ZIL-130, ZIL-111, BelAZ-540 i BelAZ-548).

W mechanizmie ślimakowo-sektorowym stosuje się zarówno konwencjonalny ślimak cylindryczny, jak i ślimak globoidalny o powierzchni gwintowanej, którego zwoje są wykonane po łuku koła wyśrodkowanego na osi obrotu wycinka. W tym drugim przypadku, nawet przy ostrych zakrętach samochodu, pozostaje niewielka szczelina między zębami sektora a ślimakiem.

Mechanizm z cylindrycznym ślimakiem i sektorem pokazano na ryc. 6, A. W przypadku ślimaka zamontowanego na dolnym końcu wału kierownicy zazębia się sektor zębaty, wykonany jako jedna część z wałem wahacza.

na ryc. 6, b pokazuje mechanizm kierowniczy typu ślimakowego i rolkowego. Na dolnym końcu wału kierowniczego znajduje się globoidalny ślimak, który jest zazębiony z rolką dwukarbową, która zazębia się ze zwojami ślimaka i osadzona jest na osi zamocowanej w widełkach wału 8 wahacza. Mechanizm tego typu jest najbardziej odporny na zużycie i wymaga najmniejszego wysiłku ze strony kierowcy podczas skręcania.

Robak może również działać w tandemie z sektorem bocznym. W mechanizmach tego typu styk między zębami nie występuje w osobnych punktach, jak w rozważanych wcześniej kołach zębatych, ale wzdłuż linii, co umożliwia przenoszenie znacznie większych sił. Jednak straty tarcia i zużycie takiej przekładni są duże. Dodatkowo tego typu mechanizm jest szczególnie czuły na precyzję regulacji zazębienia.

Ryż. 6. Główne typy mechanizmów kierowniczych:
a - robak i sektor; b - ślimak i wałek; c - robak i sektor boczny; 1 - wał kierownicy; 2 - cylindryczny ślimak; 3 - sektor przekładni; 4 - wał dwójnogu; 5 - ramię sterujące; 6 - robak globoidalny; 7 - wałek; 8 - wałek wahacza; 9 - sektor przekładni bocznej

na ryc. 7 przedstawia ślimakowy mechanizm kierowniczy i walec o przełożeniu 20,5 samochodu GAZ-53F.

Do lewej podłużnicy ramy pojazdu przykręcona jest żeliwna obudowa przekładni kierowniczej, wewnątrz której zazębia się ślimak globoidalny i wałek dwugrzbietowy. Wał kierownicy z wciśniętym na dolny koniec ślimakiem jest podparty łożyskiem walcowym w kolumnie kierownicy oraz dwoma łożyskami stożkowymi w obudowie przekładni kierowniczej. Dwa ostatnie łożyska nie posiadają pierścieni wewnętrznych, a ich rolki toczą się bezpośrednio po powierzchni ślimaka. Rolka osadzona jest na osi na dwóch łożyskach kulkowych, na których wewnętrznym pierścieniu osadzony jest pierścień sprężysty. Oś rolki jest wciśnięta w głowicę wałka wahacza i jest przesunięta od osi ślimaka w kierunku bocznej pokrywy skrzyni korbowej o 5,75 mm.

Dwójnóg jest mocowany na małych wypustach wału za pomocą nakrętki i podkładki. Cztery podwójne wypusty zapewniają prawidłowe połączenie dwójnogu z trzonkiem. Wał dwójnogu obraca się w cylindrycznym łożysku wałeczkowym i tulei i można go obracać o 90°. Tuleja jest umieszczona w skrzyni korbowej, a łożysko w jej bocznej pokrywie. Oprócz boku skrzynia korbowa ma również pokrywy górną i dolną. Olej wlewa się do skrzyni korbowej przez otwór zamknięty korkiem.

Skrzynia korbowa jest przymocowana do kolumny kierownicy za pomocą zacisku i śruby łączącej. Na górnym końcu drążka kierowniczego zamocowana jest kierownica i przycisk sygnalizacyjny. Przewód sygnałowy biegnie w tubie wewnątrz wału kierownicy; zainstalowany między rurą a wałem uszczelka dociskany do rury przez sprężynę. Górny koniec Wał jest uszczelniony uszczelnieniem olejowym dociskanym przez sprężynę. Trzon dwójnogu jest uszczelniony dławnicami.

Ryż. 7. Mechanizm kierowniczy samochodu GAE -53F:
1 - pierścień; 2 - wewnętrzny pierścień łożysk; 3 - piłka; 4 - oś rolki; 5 - pierścień uszczelniający; 6 - rurka; 7 - przewód sygnałowy; 8 i 17 - sprężyny; 9 i 15 - okładki; 10 i i - podkładki; 12 - łożysko stożkowe; 13 - skrzynia korbowa; 14 - korek; 16, 33 i 34 - uszczelki olejowe; 18 - wał kierownicy; 19 - kolumna kierownicy; 20 - robak globoidalny; 21 - wałek dwugrzbietowy; 22 - wałek wahacza kierownicy; 23 - śruba; 24 - kołnierz; 25 i 32 - łożyska walcowe; 26 - osłona boczna; 27 - śruba regulacyjna; 28 - nakrętka; 29 - tuleja; 30 - kierownica; 31 - ramię kierownicy

Zazębienie ślimaka i rolki można regulować bez demontażu przekładni kierowniczej za pomocą śruby, której rowek obejmuje trzon wałka wahacza. Jak już wspomniano, osie rolki i ślimaka leżą w różnych płaszczyznach; dlatego, aby zmniejszyć szczelinę w zaczepie, wystarczy przesunąć trzon dwójnogu w stronę ślimaka wkręcając śrubę. Zwiększenie luzu można uzyskać przez wykręcenie śruby. Na zewnątrz na śrubę nakręcana jest nakrętka kołpakowa, która zapobiega wypływaniu oleju ze skrzyni korbowej przez gwint. Aby zapobiec odłączeniu rolki od ślimaka, zastosowano wewnętrzne pływy w obudowie przekładni kierowniczej. Ograniczają również obrót wałka wahacza. Luz osiowy łożysk tocznych reguluje się poprzez wyjęcie kartonu ze specjalną impregnacją (grubość 0,25 mm) i uszczelek pergaminowych (grubość 0,10-0,12 mm) spod pokrywy skrzyni korbowej.

W samochodzie M-21 Wołga mechanizm kierowniczy ma taką samą konstrukcję.

W aucie ZIL-164A zastosowano mechanizm kierowniczy ze ślimakiem i trójkarbowaną rolką, co zwiększa możliwe kąty obrotu wahacza bez zerwania zazębienia.

na ryc. 8 przedstawia przekładnię kierowniczą samochodu MAZ-200 typu cylindrycznego ślimaka i sektor boczny. Ślimak i sektor boczny ze spiralnymi zębami są umieszczone w skrzyni korbowej. Ślimak jest dociskany do dolnego końca wału kierownicy. Kiedy wał kierownicy i ślimak obracają się, sektor obraca się, którego zęby końcowe są sprzęgnięte ze ślimakiem. Łożyska igiełkowe służą jako podpory wału sektorowego.

Ryż. 8. Mechanizm kierowniczy samochodu MAZ -200:
1 - robak; 2 - sektor; h - uszczelki; 4 - nakrętka kształtowa; 5 - łożysko igiełkowe; 6 - skrzynia korbowa

Łożyska wału kierowniczego reguluje się poprzez zmianę grubości podkładek pod kołnierzem nakrętki kształtowej.

W przekładni kierowniczej śruba i nakrętka samochodu MAZ-525 mają gwint na dolnym końcu wału kierownicy. Gdy wał kierownicy obraca się, nakrętka znajdująca się na jej dolnym końcu w tulei porusza się w górę lub w dół wzdłuż wału, obracając wałek ramienia kierownicy zainstalowany w tulejach w skrzyni korbowej i pokrywie skrzyni korbowej. Dolny koniec wału kierownicy nie jest zamocowany, a górny koniec ma łożysko wahadłowe, składające się z łożyska kulkowego i gumowych pierścieni. Kolumna kierownicy połączona jest dolną i górną końcówką z obudową przekładni kierowniczej oraz obudową głowicy.

Przełożenie przekładni kierowniczej definiuje się jako stosunek kąta skrętu koła kierownicy do kąta ramienia kierownicy. Im większe przełożenie, tym mniej siły potrzeba do obrócenia kół. Do szybkiego obracania przełożenie nie powinno być zbyt duże.

Mechanizmy kierownicze ciężarówek mają przełożenia 20-40, a samochody - 17-18.

Ryż. 9. Mechanizm kierowniczy samochodu MAZ -525

Mechanizm kierowniczy przekształca ruch obrotowy kierownicy w ruch kątowy łączników przekładni kierowniczej, jest wykonywany przy dużym przełożeniu (20-24), aby zmniejszyć wysiłek kierowcy.

W pojazdach KamAZ zastosowano mechanizm wspomagania kierownicy, który pokazano na ryc. 93. Sam mechanizm kierowniczy zawiera śrubę, wzdłuż której porusza się nakrętka osadzona na krążących kulach, oraz zębatkę tłokową zazębioną z sektorem zębatym.

Ponieważ kabina pojazdów KamAZ jest przesuwana do przodu i składana, konieczne było wprowadzenie obrotowego przegubu kolumny kierownicy z mechanizmem kierowniczym i dodatkowej kątowej skrzyni biegów.

Ryż. 10. Schemat mechanizmu wspomagania kierownicy:
1 - tłok strumieniowy; 2- chłodnica oleju; 3 - wąż wysokociśnieniowy; 4 - pompa; 5 - kolumna kierownicy; 6 - wał kardana; 7 - koło napędowe: 8 - koło napędzane; 9 - wałek soshkn; 10 - zębaty sektor wału dwójnogu; 11 - rzepa tłokowa: 12 - śruba; 13 - nakrętka kulkowa; 14 - łożyska kulkowe: 15 - wzdłużne tylne łożysko; 16 - szpula; 17 - zawór sterujący; 18 - wąż niskie ciśnienie; 19 - przednie łożysko oporowe

Wał kolumny kierownicy jest połączony przegubowo wał kardana. Drugi koniec wału połączony jest z kołem napędowym przekładni kątowej za pomocą zawiasu. Przekładnia kątowa składa się z napędzanych i napędzanych kół zębatych stożkowych.

Koło napędowe jest jednoczęściowe, a jego wał obraca się na łożyskach igiełkowych i kulkowych. Łożysko kulkowe zębnika znajduje się w górnej pokrywie skrzyni korbowej. Napędzane koło zębate 8 osadzone jest na wale śrubowym obracającym się w dwóch łożyskach kulkowych. Nakrętka poruszająca się wzdłuż śruby jest umieszczona w zębatce tłoka. Na jego zewnętrznej powierzchni zęby są nacięte, tworząc zębatkę i zazębiając się z sektorem zębatym.

Aby ułatwić ruch nakrętki, wykonuje się w niej i w śrubie półkoliste spiralne rowki, tworzące spiralny kanał wypełniony kulkami. Wypadaniu kulek z rowków zapobiega się poprzez zamontowanie wytłoczonych prowadnic składających się z dwóch połówek w rowkach nakrętki. Powstała w ten sposób rynna tworzy dwa zamknięte strumienie toczących się kulek. Na tej rynnie, gdy śruba jest obracana, kulki toczą się, wyłaniając się z jednej strony nakrętki i wracając do niej z drugiej. Na wale napędowym zamontowane są dwa łożyska oporowe z suwakiem zaworu sterującego pomiędzy nimi. Łożyska i szpula są zabezpieczone nakrętką i podkładką sprężystą. Szpula jest nieco dłuższa niż gniazdo w zaworze sterującym.

W kierunku osiowym ślimak i szpula mogą poruszać się w zakresie 1,1 mm w każdym kierunku od położenia środkowego, do którego są przywracane przez sprężyny śrubowe i trzpienie reakcyjne, które są pod ciśnieniem oleju dostarczanego przewodem tłocznym z pompy łopatkowej . Każdy obrót kierownicy jest przenoszony na śrubę i powoduje odpowiedni obrót kół. Jednak koła jednocześnie stawiają opór, który przenoszony na śrubę napędową ma tendencję do przemieszczania jej w kierunku osiowym. Gdy opór ten przekroczy siłę wstępnego ściskania sprężyn, przesunięcie śruby spowoduje zmianę położenia szpuli. Zgodnie z kierunkiem przesunięcia śruby, szpula połączy jedną wnękę wzmacniacza z przewodem odprowadzającym, a drugą z przewodem spustowym. Pod ciśnieniem oleju zębatka tłoka wytwarza dodatkową siłę działającą na sektor dwójnogu i przyczyniając się do obracania kierowanych kół pojazdu.

Wraz ze wzrostem oporu obracania przednich kół wzrasta ciśnienie we wnęce roboczej hydraulicznego siłownika wspomagania. W tym samym czasie wzrasta również ciśnienie pod tłokami strumieniowymi. Pod naciskiem sprężyn i reaktywnych tłoków szpula ma tendencję do powrotu do położenia środkowego.

Kierowca, prowadząc samochód, zawsze zachowuje wyczucie drogi, tj. Aby skręcić kierownicą, musi włożyć trochę wysiłku.

Wraz ze wzrostem oporu obracania przednich kół i wzrostem ciśnienia we wnęce hydraulicznego siłownika wspomagającego wzrasta również siła działająca na kierownicę.

Pod koniec uderzenia w kierownicę szpula przesuwa się do położenia środkowego, połączenie tej wnęki cylindra z przewodem wylotowym zatrzymuje się, a ciśnienie w niej spada.

W położeniu środkowym luz osiowy między zębatką tłoka a sektorem przekładni jest najmniejszy. Gdy kierownica jest obracana w prawo iw lewo, luz w tym sprzęgnięciu zwiększa się.

Kiedy silnik nie pracuje, a pompa wspomagania układu kierowniczego nie dostarcza płynu, układ kierowniczy działa normalnie, ale kierowca musi włożyć więcej wysiłku w kierowanie pojazdem.

W dolnej części obudowy przekładni kierowniczej znajduje się obudowa korek spustowy za pomocą magnesu, zatrzymując wpadające do cieczy cząsteczki metalu.

W samochodach Mińskiej Fabryki Samochodów zastosowano mechanizm kierowniczy typu śrubowo-nakrętkowego z oddzielnym wspomaganiem hydraulicznym.

Wał przekładni kierowniczej, osadzony na dwóch łożyskach stożkowych, posiada śrubę, po której porusza się nakrętka zębatki. Szyna jest wycięta na zewnętrznej powierzchni nakrętki, która zazębia się z zębatym sektorem wału. Aby ułatwić ruch nakrętki, wykonano w niej i w śrubie półkoliste spiralne rowki, tworzące spiralny kanał wypełniony kulkami. Wypadaniu kulek z rowków zapobiega się poprzez zamontowanie wytłoczonych prowadnic w rowkach nakrętki, tworząc rurowy rowek. Na tej rynnie, gdy śruba jest obracana, kulki toczą się, wyłaniając się z jednej strony nakrętki i wracając do niej z drugiej.

Wał zębatki osadzony jest na trzech łożyskach igiełkowych, z czego dwa znajdują się z boku mocowania dwójnogu. Sektor z pięcioma zębami zazębia się z zębami zębatki. Środkowy ząb sektora jest nieco grubszy niż pozostałe. Na jednym końcu wału sektorowego wykonane są małe wypusty do połączenia z ramieniem kierownicy, które jest zabezpieczone przed przesunięciem osiowym za pomocą nakrętki. Na drugim końcu wału sektorowego znajduje się urządzenie regulacyjne, które umożliwia ustawienie wymaganego luzu osiowego w połączeniu z nakrętką sektorową. Składa się ze śruby regulacyjnej przymocowanej nakrętką kontrującą.

Skrzynia korbowa mechanizmu kierowniczego jest odlana z żeliwa i zamknięta z boków zdejmowanymi pokrywami z uszczelkami. Punkty wyjścia wału steru i wału sektorowego ze skrzyni korbowej są uszczelnione gumowymi uszczelkami. W górnej części skrzyni korbowej znajduje się korek zamykający otwór wlewu oleju. Na dole znajduje się otwór z takim samym korkiem do spuszczania oleju.

W pojazdach KrAZ montowano wcześniej mechanizm kierowniczy składający się ze ślimaka i bocznego sektora zębatego ze spiralnymi zębami (obecnie jeździ wiele takich pojazdów), a obecnie stosuje się mechanizm w postaci śruby i nakrętki kulowej -stojak, tj. tego samego typu, a także w samochodach Mińskiej Fabryki Samochodów, również z oddzielnym wzmacniaczem hydraulicznym.

Ryż. 11. Przekładnia kierownicza samochodów MAZ:
1 - wał sektorowy; 2 - dławnica; 3 - łożyska igiełkowe; 4 - osłona boczna: 5 - korek odplyw; 6 - nakrętka regulacyjna; 7 - łożysko; 8 - obudowa przekładni kierowniczej: 9 - nakrętka szyny; 10 - kulki; 11 - śruba; 12 - korek wlewu; 13 - łożysko

Do Kategoria: - Konserwacja samochodów

Każdy węzeł i mechanizm samochodu jest ważny na swój sposób. Być może nie ma takiego systemu, bez którego samochód mógłby normalnie funkcjonować. Jednym z takich układów jest mechanizm kierowniczy. To chyba jedna z najważniejszych części samochodu. Przyjrzyjmy się, jak ułożony jest ten węzeł, jego cel, elementy konstrukcyjne. A także dowiedz się, jak regulować i naprawiać ten system.

Zasada działania drążka kierowniczego zębatkowego

Układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem

Zębatkowy mechanizm kierowniczy jest najczęściej spotykanym typem mechanizmu instalowanego w samochodach. Głównymi elementami mechanizmu kierowniczego są przekładnia i drążek kierowniczy. Koło zębate jest zamontowane na wale kierownicy i jest stale zazębione z zębatką kierownicy (przekładni).
Schemat układu kierowniczego z zębatką

1 - łożysko ślizgowe; 2 - mankiety wysokociśnieniowe; 3 - korpus szpul; 4 - pompa; 5 - zbiornik wyrównawczy; 6 – zanurzenie steru; 7 - wał kierownicy; 8 - szyna; 9 - uszczelnienie kompresyjne; dziesięć - ochronny pokrowiec.
Działanie mechanizmu kierowniczego z zębatką i zębnikiem jest następujące. Po obróceniu kierownicy zębatka przesuwa się w lewo lub w prawo. Podczas ruchu zębatki przymocowane do niej drążki kierownicze poruszają się i obracają kierowane koła.

Mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem jest prosty w konstrukcji, dzięki czemu wysoka wydajność a także ma wysoką sztywność. Ale ten typ mechanizmu kierowniczego jest wrażliwy na obciążenia udarowe od nierówności drogi, podatny na wibracje. Ze względu na ich cechy konstrukcyjne układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem jest używany pojazdy z napędem na przednią oś

Przekładnia ślimakowa

Schemat przekładnia ślimakowa

Ten mechanizm kierowniczy jest jednym z „przestarzałych” urządzeń. Są wyposażone w prawie wszystkie modele krajowych „klasyków”. Mechanizm jest stosowany w samochodach z zdolność przełajowa z zależnym zawieszeniem kół kierowanych, a także w lekkich samochodach ciężarowych i autobusach.

Strukturalnie urządzenie składa się z następujących elementów:

• wał kierownicy
• przekładnia ślimakowa
• korbowód
• ramię kierownicy

Para „ślimaków” jest w ciągłym zazębieniu. Ślimak globoidalny to dolna część wału kierownicy, a rolka jest zamontowana na wale dwójnogu. Podczas obracania kierownicy rolka porusza się wzdłuż zębów ślimaka, dzięki czemu obraca się również wałek ramienia kierowniczego. Efektem tej interakcji jest przeniesienie ruchów translacyjnych na napęd i koła.

Przekładnia kierownicza rodzaj robaka ma następujące zalety:

• możliwość skrętu kół pod większym kątem
• amortyzacja wstrząsów na drodze
• przekaz wielkiego wysiłku
• zapewniając lepszą zwrotność maszyny

Produkcja konstrukcji jest dość skomplikowana i kosztowna - to jej główna wada. Sterowanie takim mechanizmem składa się z wielu połączeń, których okresowa regulacja jest po prostu konieczna. W przeciwnym razie uszkodzone elementy będą musiały zostać wymienione.

Kolumna kierownicy

Wykonuje przeniesienie siły obrotowej wytwarzanej przez kierowcę w celu zmiany kierunku. Składa się z kierownicy umieszczonej w kabinie pasażerskiej (kierowca oddziałuje na nią obracając ją). Jest sztywno osadzony na wale kolumny. W urządzeniu tej części układu kierowniczego często stosuje się wał podzielony na kilka części, połączonych przegubami Cardana.

Ten projekt nie jest po prostu wykonany. Po pierwsze pozwala na zmianę kąta nachylenia kierownicy względem mechanizmu, przesunięcie jej w określonym kierunku, co często jest niezbędne przy montażu podzespołów samochodu. Dodatkowo taka konstrukcja pozwala na zwiększenie komfortu w kabinie – kierowca może zmieniać położenie kierownicy pod względem wychylenia i wychylenia, zapewniając sobie najwygodniejszą pozycję.

Po drugie, kompozytowa kolumna kierownicy ma tendencję do „łamania się” w razie wypadku, zmniejszając prawdopodobieństwo odniesienia obrażeń przez kierowcę. Najważniejsze jest to, że podczas zderzenia czołowego silnik może cofnąć się i popchnąć mechanizm kierowniczy. Gdyby wał kolumny był pełny, zmiana położenia mechanizmu prowadziłaby do wyjścia wału wraz z kierownicą do przedziału pasażerskiego. W przypadku kolumny kompozytowej ruchowi mechanizmu towarzyszyć będzie jedynie zmiana kąta jednego elementu trzonu względem drugiego, a sama kolumna pozostaje nieruchoma.

Przykręć przekładnię kierowniczą

Śrubowy mechanizm kierowniczy łączy w sobie następujące elementy konstrukcyjne: śrubę na wale kierownicy; nakrętka poruszająca się wzdłuż śruby; zębatka, pocięta na nakrętkę; sektor zębaty połączony z szyną; ramię sterujące umieszczone na wale sektorowym.

Cechą śrubowego mechanizmu kierowniczego jest połączenie śruby i nakrętki za pomocą kulek, co zapewnia mniejsze tarcie i zużycie pary.

W zasadzie działanie śrubowego mechanizmu kierowniczego jest podobne do działania przekładni ślimakowej. Obracaniu kierownicy towarzyszy obrót śruby, która porusza nałożoną na nią nakrętkę. W takim przypadku następuje krążenie kulek. Nakrętka za pomocą listwy zębatej porusza sektorem przekładni, a wraz z nią ramieniem kierownicy.

Śrubowy mechanizm kierowniczy w porównaniu z przekładnią ślimakową charakteryzuje się większą sprawnością i większym wysiłkiem. Ten typ zamontowana jest przekładnia kierownicza w poszczególnych samochodach klasa wykonawcza, ciężkich samochodów ciężarowych i autobusów.

Wniosek

Ogólnie rzecz biorąc, mechanizm jest dość niezawodną jednostką, która nie wymaga żadnej konserwacji. Ale jednocześnie działanie układu kierowniczego samochodu oznacza terminową diagnostykę w celu wykrycia usterek.

Konstrukcja tego węzła składa się z wielu elementów z ruchomymi przegubami. A tam, gdzie występują takie połączenia, z czasem, w wyniku zużycia styków, pojawiają się w nich luzy, które mogą znacząco wpłynąć na prowadzenie samochodu.

Złożoność diagnostyki układu kierowniczego zależy od jego projekt. Tak więc w węzłach z mechanizmem zębatkowym nie ma tak wielu połączeń, które należy sprawdzić: końcówki, zazębienie koła zębatego z zębatką, przeguby kolumny kierownicy.

Ale w przypadku przekładni ślimakowej, ze względu na złożoną konstrukcję napędu, punktów diagnostycznych jest znacznie więcej.

Jeśli chodzi o prace naprawcze w przypadku nieprawidłowego działania zespołu, końcówki są po prostu wymieniane w przypadku silnego zużycia. W mechanizmie kierowniczym na początkowym etapie luz można usunąć, regulując przełożenie, a jeśli to nie pomoże, ponownie składając zespół za pomocą zestawów naprawczych. Wały kardana kolumny, a także końcówki są po prostu wymieniane.

Istnieje kilka rodzajów mechanizmów kierowniczych.Wiesz, że kiedy kręcisz kierownicą, koła samochodu się obracają. Ale między obracaniem kierownicy a obracaniem kół mają miejsce pewne czynności.

W tym artykule przyjrzymy się cechom dwóch najpopularniejszych rodzajów przekładni kierowniczej: zębatkowej przekładni kierowniczej i przekładni kierowniczej z nakrętką kulową. Porozmawiamy również o wspomaganiu kierownicy i poznamy ciekawe technologie rozwoju układów kierowniczych, które mogą zmniejszyć zużycie paliwa. Ale przede wszystkim przyjrzymy się, jak następuje zwrot. Nie wszystko jest tak proste, jak mogłoby się wydawać.

skręcanie samochodu

Możesz być zaskoczony, gdy dowiesz się, że podczas skręcania koła przedniej osi poruszają się po innym torze.

zapewnić płynny obrót, każde koło musi opisywać inny okrąg. Ze względu na to, że koło wewnętrzne opisuje koło o mniejszym promieniu, wykonuje ostrzejsze zakręty niż zewnętrzne. Jeśli narysujesz prostopadle do każdego koła, linie przetną się w środkowym punkcie obrotu. Geometria skrętu powoduje, że koło wewnętrzne obraca się bardziej niż koło zewnętrzne.

Istnieje kilka rodzajów przekładni kierowniczej. Najczęstsze to układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem oraz układ kierowniczy z nakrętką kulową.

Układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem

Zębatkowy układ kierowniczy jest szeroko stosowany w samochodach osobowych, lekkich ciężarówkach i SUV-ach. W rzeczywistości ten mechanizm jest dość prosty. Zębatka i zębnik są umieszczone w metalowej rurze z zębatką wystającą z każdej strony. Końcówka sterująca łączy się z każdą stroną zębatki.

Przekładnia napędowa jest połączona z wałem przekładni kierowniczej. Kiedy kręcisz kierownicą, koło zębate zaczyna się obracać i wprawia zębatkę w ruch. Końcówka sterująca na końcu zębatki jest połączona z ramieniem sterującym na trzpieniu (patrz rysunek).

Funkcje zębatki z zębnikiem są następujące:

• Zamienia on ruch obrotowy kierownicy na ruch liniowy potrzebny do obracania kół.
• Zapewnia przełożenie, które ułatwia obracanie kół.

Większość samochodów jest zaprojektowana w taki sposób, że do skrętu kół od jednego do drugiego skrętu potrzeba od trzech do czterech pełnych obrotów kierownicą.

przełożenie układ kierowniczy to stosunek stopnia skrętu kół do stopnia skrętu kół. Na przykład, jeśli jeden pełny obrót kierownica (360 stopni) obraca kierownicę o 20 stopni, wtedy przełożenie przekładni kierowniczej wynosi 18:1 (360 podzielone przez 20). Im wyższe przełożenie, tym większy stopień sterowności. Im wyższy współczynnik, tym mniej wysiłku jest wymagane.

Zwykle w płucach sportowe samochody przełożenie układu kierowniczego jest niższe niż duże samochody i ciężarówki. Przy niskim przełożeniu reakcja układu kierowniczego jest szybsza, więc nie trzeba na siłę skręcać kierownicą. Jak mniejszy samochód, tym mniejsza jest jego masa i nawet przy niskim przełożeniu nie wymaga dodatkowego wysiłku, aby skręcić.

Istnieją również samochody ze zmiennym przełożeniem przekładni kierowniczej. W tym przypadku zębatka i zębnik mają inną podziałkę zębów (liczbę zębów na cal) pośrodku i po bokach. W rezultacie samochód szybciej reaguje na kierownicę (zębatka znajduje się bliżej środka), a wysiłek jest również mniejszy, gdy kierownica jest skręcona do oporu.

Układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem

W przypadku wspomagania kierownicy z zębatką zębatą zębatka ma nieco inną konstrukcję.
Część zębatki zawiera cylinder z tłokiem pośrodku. Tłok jest połączony z zębatką. Po obu stronach tłoka znajdują się dwa otwory. Doprowadzenie płynu pod wysokim ciśnieniem do jednej strony tłoka wprawia tłok w ruch, obraca zębatkę, dostarczając moc do mechanizmu kierowniczego.

Przekładnia kierownicza z nakrętką kulową

Przekładnię kierowniczą z nakrętką kulową można znaleźć w wielu samochodach ciężarowych i SUV-ach. Ten system nieco różni się od mechanizmu zębatkowego.

Przekładnia kierownicza z nakrętką kulową zawiera przekładnię ślimakową. Tradycyjnie przekładnię ślimakową można podzielić na dwie części. Pierwsza część to metalowy blok z gwintowanym otworem. Ten blok ma zęby na zewnątrz, które współpracują z kołem zębatym napędzającym ramię kierownicy (patrz rysunek). Koło połączony z prętem gwintowanym, podobnym do śruby, zainstalowanym w gwintowanym otworze bloku. Gdy kierownica się obraca, śruba obraca się razem z nią. Zamiast wkręcania w blok, jak zwykłe śruby, ta śruba jest zamocowana tak, że kiedy się obraca, napędza blok, który z kolei napędza przekładnię ślimakową.


Śruba nie wchodzi w blok, ponieważ jest wypełniona łożyskami kulkowymi krążącymi w mechanizmie. Łożyska kulkowe są używane do dwóch celów: zmniejszają tarcie i zużycie przekładni, a także zmniejszają zanieczyszczenie mechanizmu. Jeśli w mechanizmie kierowniczym nie ma kulek, przez jakiś czas zęby nie będą się stykać i poczujesz, że kierownica straciła sztywność.

Wspomaganie hydrauliczne w mechanizmie kierowniczym z nakrętką kulkową działa w taki sam sposób jak w zębatkowym mechanizmie kierowniczym. Wzmocnienie zapewnia doprowadzenie płynu pod wysokim ciśnieniem z jednej strony bloku.

Wspomaganie kierownicy

Oprócz samego mechanizmu kierowniczego wspomaganie hydrauliczne obejmuje kilka głównych elementów.

Pompa

Pompa łopatkowa zasila przekładnię kierowniczą energią hydrauliczną (patrz ilustracja). Silnik napędza pompę za pomocą paska i koła pasowego. Pompa zawiera zagłębione łopatki obracające się w owalnej komorze.

Podczas obracania ostrza wypychają się płyn hydrauliczny niskiego ciśnienia z przewodu powrotnego do wylotu wysokiego ciśnienia. Siła przepływu zależy od liczby obrotów silnika samochodu. Konstrukcja pompy zapewnia niezbędne ciśnienie nawet na biegu jałowym. W rezultacie pompa tłoczy więcej płynu, gdy silnik pracuje na wyższych obrotach.

Pompa ma Zawór bezpieczeństwa, co zapewnia odpowiednie ciśnienie, co jest szczególnie ważne przy dużych prędkościach obrotowych silnika, gdy dostarczana jest duża ilość płynu.

zawór obrotowy

Wspomaganie hydrauliczne powinno pomagać kierowcy tylko przy przykładaniu siły do ​​kierownicy (podczas skręcania). W przypadku braku wysiłku (na przykład podczas jazdy na wprost) system nie powinien udzielać pomocy. Urządzenie, które decyduje o przyłożeniu siły do ​​kierownicy, nazywa się zaworem obrotowym.

Głównym elementem zaworu obrotowego jest drążek skrętny. Drążek skrętny to cienki metalowy pręt, który obraca się pod wpływem momentu obrotowego. Górny koniec drążka skrętnego jest połączony z kierownicą, a dolny koniec z przekładnią lub przekładnia ślimakowa(który obraca koła), podczas gdy moment obrotowy drążka skrętnego jest równy momentowi, z jakim kierowca obraca koła. Im wyższy moment obrotowy, tym większy obrót drążka skrętnego. Część wejściowa wału przekładni kierowniczej tworzy wewnętrzną część zaworu obrotowego. Jest również połączony z górną częścią drążka skrętnego. Dolna część drążka skrętnego jest połączona z zewnętrzną częścią zaworu obrotowego. Drążek skrętny obraca również przekładnię kierowniczą, współpracując z kołem napędowym lub przekładnią ślimakową, w zależności od rodzaju przekładni kierowniczej.

Podczas obracania drążek skrętny obraca wewnętrzną część zaworu obrotowego, podczas gdy zewnętrzna część pozostaje nieruchoma. W związku z faktem, że wewnętrzna część zawór jest również połączony z wałem kierownicy (a więc z kierownicą), liczba obrotów wnętrza zaworu zależy od momentu obrotowego zastosowanego przez kierowcę.

Kiedy kierownica jest nieruchoma, oba przewody hydrauliczne dostarczają równe ciśnienie do przekładni. Ale kiedy zawór jest obrócony, kanały otwierają się, dostarczając płyn pod wysokim ciśnieniem do odpowiedniej rurki.

Praktyka wykazała nie najwyższą wydajność tego typu wspomagania kierownicy.

Innowacyjne wspomaganie kierownicy

Ponieważ pompa wspomagania układu kierowniczego w większości pojazdów stale pompuje płyn, zużywa energię i paliwo. Logiczne jest liczenie na szereg innowacji, które poprawią oszczędność paliwa. Jednym z najbardziej udanych pomysłów jest system sterowany komputerowo. System ten całkowicie eliminuje mechaniczne połączenie między kierownicą a mechanizmem kierowniczym, zastępując je układ elektroniczny kierownictwo.

W rzeczywistości kierownica działa w taki sam sposób, jak kierownica gry komputerowe. Kierownica będzie wyposażona w czujniki, które będą dawały samochodowi sygnały o kierunku ruchu kół oraz silniki, które będą reagowały na działania samochodu. Dane wyjściowe z tych czujników będą wykorzystywane do sterowania wspomaganiem kierownicy. W tym przypadku eliminuje się potrzebę stosowania wału kierownicy, który wzrasta wolna przestrzeń w komorze silnika.

General Motors przedstawił samochód koncepcyjny Hy-wire, który ma już zainstalowany taki system. Osobliwość taki sterowany elektronicznie system od GM polega na tym, że możesz samodzielnie regulować prowadzenie samochodu za pomocą nowego komputera oprogramowanie bez wymiany elementów mechanicznych. W elektronicznie sterowanych samochodach przyszłości można dostosować system sterowania do własnych upodobań za naciśnięciem kilku przycisków. Wszystko jest bardzo proste! W ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat układ kierowniczy niewiele się zmienił. Ale następna dekada przyniesie erę bardziej paliwooszczędnych samochodów.

W trakcie jazdy kierowca odczuwa ciągłą potrzebę panowania nad samochodem i drogą. Bardzo często zachodzi konieczność zmiany sposobu poruszania się: wjazd lub wyjazd z parkingu, zmiana kierunku jazdy (skręt, zakręt, przebudowa, wyprzedzanie, wyprzedzanie, objazd, ruch w odwrotnej kolejności itp.), zatrzymywania się lub parkowania. Realizację tych działań zapewnia układ kierowniczy samochodu, który jest jednym z najważniejszych układów każdego pojazd.

Ogólne urządzenie i zasada działania

Ogólne urządzenie sterujące, pomimo dużej liczby elementów i zespołów, wydaje się dość proste i skuteczne. O logistyce i optymalności konstrukcji i funkcjonowania systemu świadczy chociażby fakt, że na przestrzeni wielu lat teorii i praktyki motoryzacji układ kierowniczy nie uległ globalnym zasadniczym zmianom. Początkowo obejmuje trzy główne podsystemy:

1. kolumna kierownicy zaprojektowana do przenoszenia ruchu obrotowego kierownicy;
2. przekładnia kierownicza – urządzenie przetwarzające ruchy obrotowe kierownicy na ruchy translacyjne części napędowych;
3. przekładni kierowniczej, w celu przeniesienia funkcji sterujących na koła skrętne.

Oprócz głównych podsystemów, ciężkie ciężarówki, pojazdy wahadłowe i wiele nowoczesnych samochodów posiada specjalne urządzenie wspomagania kierownicy, które pozwala wykorzystać wytworzony efekt siły, ułatwiając jego ruch.

Schemat sterowania jest więc dość prosty i funkcjonalny. Kierownica, jako jednostka podstawowa, dobrze znana każdemu kierowcy, pod wpływem jego myśli i siły wykonuje ruchy obrotowe w wymaganym kierunku. Ruchy te są przenoszone za pomocą wału kierownicy na specjalny mechanizm kierowniczy, w którym moment obrotowy jest przekształcany w ruchy w płaszczyźnie. Ten ostatni poprzez raport jazdy żądane kąty kierownice. Z kolei wzmacniacze pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne i inne (jeśli występują) ułatwiają obracanie kierownicy, czyniąc proces prowadzenia pojazdu bardziej komfortowym.
Jest to podstawowa zasada działania układu kierowniczego samochodu.

Kolumna kierownicy

Schemat sterowania koniecznie obejmuje kolumnę, która składa się z następujących części i zespołów:

• kierownica (lub kierownica);
• wał (lub wały) kolumny;
• kolumna obudowy (rury) z łożyskami przeznaczonymi do obracania wału (wałów);
• łączniki zapewniające unieruchomienie i stabilność konstrukcji.

Schemat działania kolumny polega na przykładaniu siły kierowcy na kierownicę, a następnie przekazywaniu ruchów kierunkowo-obrotowych kierownicy na cały układ, jeśli kierowca chce zmienić tryb poruszania się samochodu.

Przekładnia kierownicza

Mechanizm kierowniczy każdego samochodu jest sposobem na przekształcenie obrotu kolumny w translacyjne ruchy przekładni kierowniczej. Innymi słowy, funkcje mechanizmu sprowadzają się do zapewnienia, że ​​​​obroty kierownicy zamieniają się w niezbędne ruchy drążków i oczywiście kół.


Mechanizm kierowniczy jest zmienny. Obecnie jest reprezentowany przez dwie podstawowe zasady - ślimakową i zębatkową, które różnią się sposobem przekształcania momentu obrotowego.
Ogólny układ ślimakowego mechanizmu kierowniczego obejmuje:

1. kilka części „ślimak”;
2. skrzynia korbowa wspomnianej pary;
3. ramię kierownicy.

Wspomaganie kierownicy

Sterowniczy nowoczesne samochody wyposażone w specjalny dodatkowa opcja- wzmacniacz. Wspomaganie kierownicy to podsystem składający się z mechanizmu, który może znacznie zmniejszyć wysiłek kierowcy podczas obracania kierownicą i jazdy.


Główne rodzaje wspomagania kierownicy to:

1. wzmacniacz pneumatyczny (wykorzystujący moc sprężonego powietrza);
2. wzmacniacz hydrauliczny (oparty na zmianie ciśnienia specjalnego płynu);
3. wzmacniacz elektryczny (działający na bazie silnika elektrycznego);
4. wzmacniacz elektrohydrauliczny (stosujący połączoną zasadę działania);
5. wzmacniacz mechaniczny (specjalny mechanizm o zwiększonym przełożeniu).

Początkowo system wzmacniający był używany w urządzeniach o dużej pojemności i dużych rozmiarach. Tutaj siła mięśni kierowcy wyraźnie nie wystarczyła do wykonania zamierzonego manewru. W nowoczesnych samochodach osobowych służą jako środek zapewniający komfort podczas kołowania.

Podstawy działania układu sterowania

Podczas eksploatacji samochodu poszczególne elementy i zespoły wchodzące w skład układu kierowniczego stopniowo stają się bezużyteczne. Szczególnie pogarsza się to w warunkach poruszania się po drogach niskiej jakości. Brak uwagi kierowcy poświęconej zapobieganiu awariom również przyczynia się do zużycia systemu, a także niska jakość części zamienne i akcesoria. Nie ostatnią rolę odgrywają niskie kwalifikacje serwisantów, którym kierowca powierza obsługę swojego samochodu.

Znaczenie układu sterowania pojazdem wynika z wymagań ogólne bezpieczeństwo ruch drogowy. Tak więc normy „Podstawowych przepisów dotyczących dopuszczenia pojazdu do eksploatacji ...” i klauzula 2.3.1 SDA kategorycznie zabraniają przemieszczania się (nawet do serwisu samochodowego lub miejsca parkingowego) pojazdem, jeśli występują usterki w układ kierowniczy. Te usterki obejmują:

• nadmiar wolnobieg(luz) kierownicy (10 stopni dla samochody, 25 - dla ciężarówek, 20 - dla autobusów);
• ruchomych części i zespołów układu sterowania nie dostarczonych przez producenta;
• obecność luzu w połączeniach gwintowanych;
• nieprawidłowe działanie wspomagania kierownicy.

Jednak ta lista usterek nie jest wyczerpująca. Oprócz nich istnieją inne „popularne” wady systemu:

1. twardy obrót lub zakleszczenie kierownicy;
2. pukanie lub bicie, poddawanie się kierownicy;
3. wycieki z systemu itp.

Takie awarie są uważane za dopuszczalne podczas eksploatacji samochodu, jeśli nie powodują wcześniej stwierdzonych wad systemu.

Podsumować. Układ kierowniczy jest jednym z najważniejszych elementów konstrukcji nowoczesnego pojazdu. Wymaga stałego monitorowania jego stanu oraz realizacji terminowej i wysokiej jakości obsługi i konserwacji.

Wykład 14. Sterowanie.

Zadanie kierowania.

Układ kierowniczy zapewnia niezbędny kierunek ruchu samochodu. Układ kierowniczy zawiera mechanizm kierowniczy, który przekazuje moc od kierowcy do przekładni kierowniczej, oraz przekładnię kierowniczą, która przenosi moc z przekładni kierowniczej na kierowane koła. Każde koło kierowane jest zamontowane na zwrotnicy ( golonka) 13 (Rys. 1) połączone z belką 11 mostek szpilkowy 8 . Sworzeń królewski jest trwale zamocowany w belce, a jego górne i dolne końce wchodzą w występy sworznia obrotowego. Podczas obracania czopem za pomocą dźwigni 7 wraz z zamontowanym na nim kołem kierowanym obraca się wokół sworznia królewskiego. Sworznie obrotowe są połączone ze sobą za pomocą dźwigni 9 oraz 12 i trakcji poprzecznej 10 . Dlatego kierowane koła obracają się jednocześnie.

Ryż. 1. Schemat sterowania

Kierowane koła są obracane przez kierowcę obracającego kierownicę 1 . Z niego obrót jest przenoszony przez wał 2 na robaku 3 , która jest zaangażowana w sektor 4 . Dwójnóg jest zamocowany na wale sektorowym 5 , obracając się wzdłuż wzdłużnego ciągu 6 i dźwignia 7 osie zwrotne 13 ze skrętnymi kołami.

Koło 1 , wał 2 , robak 3 i sektor 4 tworzą mechanizm kierowniczy, który zwiększa moment przykładany przez kierowcę do kierownicy w celu skręcenia kierowanych kół. dwójnóg 5 , wzdłużny ciąg 6 , dźwignie 7 , 9 oraz 12 sworznie obrotowe i poprzeczka 10 tworzą napęd kierownicy, który przenosi siłę z dwójnogu na sworznie obrotowe obu kierowanych kół. łącze poprzeczne 10 , dźwignie 9 oraz 12 , belka 11 tworzy trapez kierowniczy, zapewniając niezbędny stosunek kątów obrotu kół kierowanych.

Koła kierowane obracają się o ograniczony kąt, zwykle równy 28 - 35º. Odbywa się to tak, aby koła nie dotykały ramy, błotników i innych części samochodu podczas skręcania.

W niektórych pojazdach układ kierowniczy jest wspomagany, aby ułatwić skręcanie kierowanymi kołami.

Stabilizacja kół kierowanych.

Siły działające na samochód mają tendencję do odchylania kierowanych kół z położenia odpowiadającego ruchowi prostoliniowemu. Aby zapobiec obracaniu się kół pod działaniem sił losowych (wstrząsy spowodowane uderzeniem w nierówności drogi, podmuchy wiatru itp.), koła kierowane muszą utrzymywać pozycję odpowiadającą ruchowi prostoliniowemu i powracać do niej z dowolnej innej pozycji . Ta zdolność nazywana jest stabilizacją kierownicy. Stabilizację kół zapewnia pochylenie sworznia królewskiego w płaszczyźnie poprzecznej i wzdłużnej

i właściwości sprężyste opony pneumatycznej.

Konstrukcja przekładni kierowniczej.

Przekładnia kierownicza z rolką ślimakową pokazany na ryc. 2, wykonany w formie robaka globoidalnego 5 i połączony z nim wałek z trzema prążkami 8 . Ślimak jest zainstalowany w żeliwnej skrzyni korbowej 4 na dwóch łożyskach stożkowych 6 . Bieżnie dla rolek obu łożysk są wykonane bezpośrednio na ślimaku. Górny pierścień zewnętrzny łożyska jest wciskany w gniazdo skrzyni korbowej. Zewnętrzna bieżnia dolnego łożyska, zamontowana w gnieździe skrzyni korbowej z pasowaniem ślizgowym, spoczywa na pokrywie 2 przykręcony do skrzyni korbowej. Pod kołnierzami pokrywy umieszczone są uszczelki 3 różne grubości, aby dostosować napięcie wstępne łożyska.

Ślimak ma wypusty, za pomocą których jest dociskany do wału. Uszczelka olejowa jest zainstalowana w punkcie wyjścia wału ze skrzyni korbowej. Górna część wału, która ma spłaszczenie, wchodzi w otwór w kołnierzu przegubu Cardana 7 , gdzie jest mocowany klinem. Poprzez złącze uniwersalne para kierownicy jest połączona z kierownicą.

Wał 9 dwójnóg jest instalowany w skrzyni korbowej przez okno w ścianie bocznej i jest zamykany pokrywą 14 . Wał jest podparty przez dwie tuleje wciśnięte w skrzynię korbową i pokrywę. Trzy rolki kalenicowe 8 umieszczony w rowku głowicy wału dwójnogu na osi za pomocą dwóch łożyska wałeczkowe. Po obu stronach rolki na jej osi umieszczone są podkładki ze stali polerowanej. Gdy wałek dwójnogu porusza się, zmienia się odległość między osiami rolki i ślimaka, co umożliwia regulację szczeliny w sprzęgnięciu.

Ryż. 2. Mechanizm kierowniczy samochodu KAZ-608 „Kolchida”

Na końcu wału 9 wycięte są stożkowe szczeliny, na których mocuje się ramię kierownicy za pomocą nakrętki 1 . Wyjście wału ze skrzyni korbowej jest uszczelnione uszczelnieniem olejowym. Na drugim końcu wałka wahacza znajduje się pierścieniowy rowek, w który ciasno wpasowuje się podkładka oporowa. 12 . Pomiędzy podkładką a końcem osłony 14 są uszczelki 13 służy do regulacji sprzężenia rolki ze ślimakiem. Podkładka oporowa wraz z kompletem podkładek mocowana jest do pokrywy skrzyni korbowej za pomocą nakrętki 11 . Położenie nakrętki jest ustalane za pomocą ogranicznika 10 przykręcony do pokrywy.

Luz w sprzęgnięciu przekładni kierowniczej jest zmienny: minimalny, gdy rolka znajduje się w środkowej części ślimaka i zwiększa się, gdy kierownica jest obracana w jednym lub drugim kierunku.

Taki charakter zmiany luzu w nowej przekładni kierowniczej umożliwia wielokrotne przywracanie wymaganego luzu w środkowej, najbardziej narażonej na zużycie strefie ślimaka bez niebezpieczeństwa zakleszczenia się na krawędziach ślimaka. Podobne przekładnie kierownicze są stosowane w pojazdach GAZ, VAZ z różnicą w mechanizmie regulacji zazębienia ślimaka 5 z rolką 8 .

Układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem(ryc. 3, a). Podczas obracania kierownicy 1 bieg 2 przesuwa szynę 3 , z którego siła jest przenoszona na drążki kierownicze 5 . Drążki kierownicze do wahaczy 4 skręcić kierowanymi kołami. Zębatkowy mechanizm kierowniczy składa się z koła zębatego śrubowego 2 , posiekane na wale 8 (ryc. 3, b) i stojak spiralny 3 . Wał obraca się w skrzyni korbowej 6 na Łożyska oporowe 10 oraz 14 , którego szczelność zapewnia pierścień 9 oraz Górna obudowa 7 . Podkreślenie 13 , dociskany sprężyną 12 do szyny odbiera siły promieniowe działające na szynę i przenosi je na osłonę boczną 11 , co pozwala uzyskać dokładność zazębienia pary.

Ryż. 3. Układ kierowniczy z zębatką:

a– schemat sterowania; b- zębatkowy układ kierowniczy

Mechanizm kierowniczy z zębatką śrubową(Rys. 4) ma dwie pary robocze: śrubę 1 z nakrętką 2 na krążących kulach 4 i szyna tłoka 11 , która współpracuje z sektorem przekładni 10 trzonek dwójnóg. Przełożenie przekładni kierowniczej 20:1. Śruba 1 mechanizm kierowniczy posiada spiralny rowek o profilu „łukowym” szlifowanym z dużą precyzją. Ten sam rowek jest wykonany w nakrętce 2 . Kanał ślimakowy utworzony przez śrubę i nakrętkę jest wypełniony kulkami. Nakrętka jest sztywno zamocowana wewnątrz szyny tłoka za pomocą ogranicznika.

Ryż. 4. Przekładnia kierownicza z wbudowanym wzmacniaczem hydraulicznym:

a- urządzenie; b- schemat pracy; 1 - śruba; 2 - śruba; 3 - rynna; 4 - piłka; 5 – wał kierownicy;

6 – korpus zaworu sterującego; 7 - szpula; 8 - dwójnóg; 9 - trzonek dwójnogu; 10 - sektor przekładni; 11 - szyna tłoka; 12 - cylinder skrzyni korbowej; 13 - korbowód; ALE oraz B- wnęki cylindrów;

W oraz G– przewody wlotowe i wylotowe oleju; D oraz mi- kanały.

Podczas obracania śruby 1 z kierownicy kulki wychodzą z jednej strony nakrętki do rowka 3 i wróć wzdłuż niej do rowków śruby po drugiej stronie nakrętki.

Stojak i sektor zębaty mają zęby o zmiennej grubości, co umożliwia regulację szczeliny w zębatce sektora zębatki za pomocą śruby regulacyjnej wkręconej w boczną pokrywę obudowy przekładni kierowniczej. Elastyczne żeliwne pierścienie dzielone są zamontowane na szynie tłoka, zapewniając jej ciasne dopasowanie do skrzyni korbowej-cylindra 12 . Obrót wału kierownicy jest przekształcany w ruch postępowy zębatki tłoka w wyniku ruchu nakrętki na śrubie. W rezultacie zęby zębatki tłoka obracają sektor, a wraz z nim wał 9 z dwójnogiem 8 . Przed przekładnią kierowniczą w obudowie 6 zawór sterujący z zainstalowaną szpulą 7 . Z zaworem sterującym węża W oraz G podłączona pompa wspomagania.

Gdy samochód porusza się po linii prostej, szpula znajduje się w położeniu środkowym (jak pokazano na rys. 4), a olej z pompy przez wąż G przez zawór sterujący jest pompowana z powrotem do zbiornika przez wąż W. Podczas obracania kierownicy w lewo szpula 7 przesuwa się do przodu (na rysunku w lewo) i otwiera dostęp oleju do wnęki ALE według kanału D i z jamy B olej idzie do jamy W i do pompy. Dzięki temu łatwiej skręcić kierownicą w lewo. Jeśli kierowca przestanie obracać kierownicą, suwak zaworu sterującego przesunie się do położenia środkowego, a kąt, o jaki obracają się kierownice, pozostanie niezmieniony.

Podczas obracania kierownicy w prawo śruba szpuli 7 cofa się (na rysunku po prawej) w wyniku interakcji zębów zębatki tłoka i sektora. Cofając się, szpula otwiera dostęp oleju do wnęki B przez kanał mi. W wyniku ciśnienia oleju na szynie tłokowej zmniejsza się siła potrzebna do obrócenia kierownicy. W takim przypadku ramię sterujące obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Przekładnia kierownicza.

trapez kierowniczy(Rys. 5). W zależności od możliwości układu, drążek kierowniczy umieszczony jest przed przednią osią (przedni drążek kierowniczy) lub za nią (tylny drążek kierowniczy). Przy zależnym zawieszeniu kół stosuje się trapezy z solidnym łącznikiem poprzecznym; z niezależnym zawieszeniem - tylko trapez z rozciętym łącznikiem poprzecznym, który jest niezbędny, aby zapobiec samoistnemu obracaniu się kierowanych kół, gdy pojazd wibruje na zawieszeniu. W tym celu dzielone przeguby drążków kierowniczych muszą być ustawione w taki sposób, aby drgania pojazdu nie powodowały ich obracania się względem czopów. Schematy różnych trapezów sterujących pokazano na ryc. 9.

Ryż. 5. Schematy trapezów sterujących

Przy zawieszeniu zależnym i niezależnym można je stosować jako tylne (rys. 9, a) i z przodu (ryc. 9, b) trapez.

na ryc. 9, w – mi podano tylne trapezy niezależnych zawieszeń o różnej liczbie przegubów.

Projektowanie przekładni kierowniczych z zawieszeniem zależnym. Gdy koła są obracane, części przekładni kierowniczej poruszają się względem siebie. Taki ruch występuje również wtedy, gdy koło najeżdża na wyboje na drodze oraz gdy nadwozie oscyluje względem kół. Stworzenie możliwości względnego ruchu części napędowych w płaszczyźnie poziomej i pionowej jednocześnie niezawodna transmisja siły, połączenie odbywa się w większości przypadków za pomocą przegubów kulowych.

Trakcja wzdłużna 1 (ryc. 6, a) przekładni kierowniczej jest rurowy z wybrzuszeniami wzdłuż krawędzi do mocowania części dwóch zawiasów. Każde złącze składa się z kołka 3 , krakersy 4 oraz 7 , pokrywające kulistymi powierzchniami główkę palca, sprężyny 8 i ogranicznik 9 . Podczas dokręcania wtyczki 5 główka palca jest zaciśnięta krakersami i sprężyną 8 kurczy się. Sprężyna obrotowa zapobiega zużyciu i amortyzuje wstrząsy przenoszone z kół na przekładnię kierowniczą. Ogranicznik zapobiega nadmiernemu ściśnięciu sprężyny, a w przypadku jej zerwania nie pozwala na wysunięcie się palca z połączenia z drążkiem. Sprężyny znajdują się w trakcji względem palców 2 oraz 3 tak, że przez sprężyny przenoszone są siły działające na pręt jak z dwójnogu 6 , oraz z dźwigni obrotowej.

Ryż. 6. Drążki kierownicze samochodu GAZ:

a- podłużny; b- poprzeczny

W poprzecznym pręcie podłużnym zawiasy są umieszczone w końcówkach przykręconych do końców pręta. Gwinty na końcach pręta mają zwykle wyrzeźbiony kierunek. Dlatego rotacja ciągu 10 (ryc. 6, b) ze stałymi końcówkami 11 możesz zmienić jego długość, regulując zbieżność kół. Palce 15 sztywno zamocowane w dźwigniach sworzni obrotowych. Kulista powierzchnia palca jest dociskana przez wstępnie ściśniętą sprężynę 12 przez piętę 13 do krakersa 14 zainstalowany wewnątrz końcówki drążka. Takie urządzenie zawiasowe pozwala bezpośrednio przenosić siły z palca na pręt i na odwrotny kierunek. Wiosna 12 zapewnia eliminację szczeliny w zawiasie spowodowanej zużyciem. Zatem główna różnica między przegubami poprzecznymi a przegubami podłużnymi polega na tym, że w tych pierwszych nie ma sprężyn, przez które siły są przenoszone bezpośrednio na przekładnię kierowniczą.

Przeguby drążka kierowniczego są smarowane przez smarowniczki. W niektórych samochodach w zawiasach smar są układane podczas montażu i nie jest wymagane ich uzupełnianie podczas pracy.

Cechy napędów kierowniczych z niezależnym zawieszeniem kół kierowanych ( Ryż. 7 ) . Napęd kierowniczy z niezależnym zawieszeniem musi wykluczać dowolny obrót każdego koła z osobna, gdy kołysze się na zawieszeniu. W tym celu konieczne jest, aby oś oscylacji koła i drążka napędowego pokrywała się jak najbliżej, co osiąga się za pomocą dzielonego drążka poprzecznego. Taki drążek składa się z części przegubowych, które poruszają się wraz z kołami niezależnie od siebie.

Ryż. 7. Schemat przekładni kierowniczej z niezależnym zawieszeniem:

1 - stoisko; 2 - sworznie obrotowe; 3 – dźwignia sworznia obrotowego; 4 oraz 9 – trakcja boczna;

5 - dźwignia wahadła; 6 - dwójnóg; 7 - Przekładnia kierownicza; 8 - średnia przyczepność.

Podobne informacje.